Наружная труболовка

 

Изобретение относится к инструментам, предназначенным для извлечения трубчатых элементов из скважин, а именно к ловильным инструментам. Наружная труболовка состоит из корпуса с конусом в нижней части. Внутри корпуса установлена цанга, имеющая коническую поверхность. Внутренняя коническая поверхность корпуса имеет кольцевой буртик, смещенный в сторону центра. Поверхность буртика перпендикулярна продольной оси корпуса. Конусная часть корпуса работает в допустимых пределах упругой деформации. Предлагаемая конструкция позволяет существенно повысить грузоподъемность труболовки за счет остановки роста радиальных составляющих усилий и передачи последующей возрастающей осевой нагрузки через торец цанги на кольцевой буртик. 2 ил.

Изобретение относится к инструментам, предназначенным для извлечения трубчатых элементов из скважин, а именно к ловильным инструментам.

Известна наружная труболовка (А. С. 1263805 E 21 В 31/00), включающая корпус с внутренней конической ступенчатой поверхностью и установленную внутри корпуса цангу с ответной конической поверхностью. Коническая поверхность ступеней корпуса и ответные ступени цанги выполнены с углами, увеличивающимися от верхней ступени к нижней.

Наиболее близкой к предлагаемому устройству является труболовка наружная освобождающаяся (см. Пустовойтенко И.П. Предупреждение и ликвидация аварий в бурении. Москва, Недра, 1988, с. 197-200), содержащая корпус с конусом в нижней части в виде внутренней конической поверхности и установленную внутри корпуса с возможностью упора в переводник цангу с внутренней цилиндрической поверхностью и наружной конической поверхностью, ответной конической поверхности конуса корпуса.

Недостатком известной конструкции труболовок является то, что при больших осевых нагрузках на труболовку коническая часть корпуса испытывает большие радиальные составляющие усилия, приводящие к деформации корпуса, в результате цанга не задерживаясь скользит вниз вместе с прихваченными трубчатыми элементами. Особенно часто это происходит при изготовлении труболовок большого диаметра захвата, когда соотношение диаметра корпуса (D₁) к диаметру захвата (d) очень мало, например, D₁/d=1,18.

Предлагаемое техническое решение направлено на остановку явления деформации конусной части корпуса, за счет прекращения роста радиальных составляющих усилий и передачи последующей возрастающей осевой нагрузки через торец цанги на кольцевой буртик, находящийся на конусной части корпуса и смещенный к центру. Ширина кольцевого буртика (А) равна 0.6....1,0 мм, поверхность кольцевого буртика перпендикулярна продольной оси корпуса. Конусная часть корпуса работает в пределах упругой деформации. Данная конструкция повышает надежность работы труболовки и значительно увеличивает грузоподъемность.

На фиг. 1 изображена наружная труболовка в момент подъема аварийной трубы при малых осевых нагрузках. На фиг. 2 - при предельных осевых нагрузках.

Наружная труболовка содержит корпус 1 с внутренней конической поверхностью в нижней части. Корпус изготовлен из высоколегированной стали, термообработан и имеет упругие свойства (при максимальных нагрузках расширяется в пределах упругой деформации, а при снятии нагрузок восстанавливает свой первоначальный размер). Корпус через переводник 2 соединен с колонной бурильных труб 3, а с другой стороны соединен с направляющей воронкой 4. На внутренней конической поверхности корпуса имеется кольцевой буртик 5, смещенный к центру. Цанга 6 установлена внутри корпуса 1 с возможностью упора в переводник 2. Она имеет внутреннюю цилиндрическую поверхность и наружную коническую поверхность, ответную конической поверхности нижней части корпуса. В нижней части внутренней цилиндрической поверхности нарезаны зубья для захвата ловимых трубчатых элементов за тело или уступ для захвата за буртик. Внутренний диаметр ловильных зубьев, или уступа, меньше наружного диаметра ловимых трубчатых элементов. Наружная поверхность цанги в нижней части срезана на конус, заканчивающийся торцем, ширина которого равна ширине буртика (А). Сопряжение поверхности нижнего торца цанги с внутренней поверхностью зубьев выполнено в виде конической поверхности. Наружный диаметр конуса цанги (D₂) рассчитывается таким образом, чтобы при предельных осевых нагрузках цанга, скользя относительно корпуса, достигла буртика, а деформация корпуса при этом находилась в пределах упругой деформации (Б).

Наружная труболовка работает следующим образом.

Труболовку присоединяют к колонне труб и спускают в скважину. Ловимые трубчатые элементы заходят в направляющую воронку. При перемещении вниз труболовки торец ловимых трубчатых элементов упирается во внутреннюю коническую поверхность цанги 6 и поднимает ее вверх до упора в переводник 2. Цанга под действием осевых сил раскрывается и пропускает внутрь верхний конец ловимого объекта, охватывая его поверхность ловильными зубьями. При подъеме труболовки вверх ловимый объект самозаклинивается в корпусе 1 за счет радиальных составляющих усилий. При этом цанга 6 деформируясь выбирает все зазоры и плотно прижимается к конической поверхности корпуса 1. При незначительных осевых нагрузках на труболовку цанга 6 заклинивается, не доходя до поверхности кольцевого буртика 5, и ловимый объект поднимается вверх.

При приложении больших осевых нагрузок на труболовку цанга скользит вниз, раздувая корпус труболовки в конусной части в пределах упругой деформации (Б), и скользит до соприкосновения нижнего торца цанги с кольцевым буртиком в конусной части корпуса. Дальнейшая деформация корпуса прекращается, т. к. рост радиальных составляющих усилий останавливается, а передача последующей возрастающей осевой нагрузки происходит через торец цанги на кольцевой буртик. Прихваченный ловильный объект освобождается.

Формула изобретения

Наружная труболовка, включающая корпус с конусом в нижней части в виде внутренней конической поверхности и установленную внутри корпуса с возможностью упора в переводник цангу с внутренней цилиндрической поверхностью и наружной конической поверхностью, ответной конической поверхности конуса корпуса, отличающаяся тем, что внутренняя коническая поверхность конуса корпуса выполнена с кольцевым буртиком, смещенным к центру и имеющим поверхность, перпендикулярную продольной оси корпуса, при этом конус корпуса выполнен с возможностью работы в пределах упругой деформации при осевой нагрузке на труболовку и остановки роста ее радиальных составляющих путем передачи возрастающей осевой нагрузки через торец цанги на кольцевой буртик.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2